Síntesis y caracterización de aleaciones magnetocalóricas Gadolinio-Fe - Rodríguez-Pereira, Ana Maria (Instituto Tecnológico de Costa Rica, 2016)
This investigation has as main objective to characterize the magnetocaloric effect of Gadolinio-Fe alloys made by casting techniques of suction casting and rapid casting; and determine which of the processes generates the best magnetic properties. The samples analyzed were the ingot direct from the supplier, Gadolinio ingot manufactured by Suction Casting, Gadolinio, strips of Gadolinio manufactured by fast casting and the alloy of Gadolinio 96% and 4% Fe, generated by fast casting. These were analyzed by the techniques of X-ray diffraction, optical microscopy and scanning and transmission microscopy (SEM and TEM). They were also analyzed using the technique of vibrating sample magnetometry, and from the results obtained hysteresis curves were built. This technique also allowed to characterize the magnetocaloric effect of the samples, based on the obtained in termomagnetización curves and entropy change over temperature. From the analysis of the thermomagnetic curves, it possible to concluded that all the samples analyzed have the transition from a magnetic to a non-magnetic behavior in a temperature range of 289-292K. While analyzing the entropy change curves over temperature, it showed that the property passes through a maximum, which coincides with the Curie temperature of each sample, and the Magnetic Entropy varies in a range between 4.0 and 5.5 J / kgK, which is consistent with reported values of entropy for pure Gadolinio. From all the samples analyzed, the Gadolinio ingot manufactured by the suction casting is the process that generates the best Magnetic Properties as this alloy showed the highest value of saturation magnetization at room temperature (89.7107 emu/g) and the maximum magnetic entropy (5.5 J / kg / K).

La investigación realizada tiene como objetivo principal caracterizar el efecto magnetocalórico de aleaciones Gadolinio-Fe fabricadas mediante las técnicas de colado por succión y Solidificación ultrarrápida para determinar cuál de los procesos genera mejores propiedades magnéticas. Se analizaron cuatro muestras: lingote de Gadolinio directo del proveedor, lingote de Gadolinio fabricado mediante colado por succión, cintas de Gadolinio fabricada mediante Solidificación ultrarrápida y cintas de una aleación de 96% Gadolinio y 4%Fe. Estas fueron analizadas por las técnicas de difractometría de rayos X, microscopía óptica y microscopía electrónica de barrido (SEM) y de transmisión (TEM). También fueron analizadas mediante la técnica de magnetometría de muestra Vibrante, y a partir de los resultados obtenidos se graficaron Curvas de Histéresis, de las cuales se determinaron los valores de magnetización de saturación y campo coercitivo. Esta técnica también permitió caracterizar el efecto magnetocalórico de las muestras, pues a partir de los datos obtenidos se graficaron curvas de termo magnetización y de la Relación de la Entropía magnética respecto a la temperatura. A partir del análisis de las curvas termomagnéticas, se puede afirmar que todas las muestras analizadas presentan transición de un comportamiento magnético a no magnético en un rango de temperaturas de 289-292 K. Mientras que el análisis de las Curvas del cambio de entropía respecto a la temperatura, mostró que dicha propiedad pasa por un máximo que coincide con la temperatura de Curie de cada muestra, y que la entropía magnética varía en un intervalo de entre 4.0 y 5.5 J/kgK, lo cual es congruente con los valores reportados de variación de entropía para Gadolinio puro. De todas las muestras analizadas, el lingote de Gadolinio fabricado mediante la técnica de colado por succión es el proceso que genera las mejores propiedades magnéticas, ya que dicha aleación mostró el valor más alto de magnetización de saturación a temperatura ambiente(89.7107 emu/g), así como el máximo valor de entropía magnética (5.5 J/kg/K).
Proyecto de Graduación (Licenciatura en Ciencia e Ingeniería de los Materiales). Instituto Tecnológico de Costa Rica. Escuela de Ciencia e Ingeniería de los Materiales, 2016.
Keywords: Efecto magnetocalórico; Entropía magnética; Solidificación; Difracción; Arco elèctrico